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脾脏以独特的组织结构结合了先天性免疫系统和适应性免疫系统,这种结构使它能够去除血流中衰老的红细胞,并有效地清除血液传播的微生物和细胞碎片。这种淋巴组织功能区域的分化,使脾脏成为抗菌和抗病毒免疫反应的最重要器官。禽类免疫系统明显区别于哺乳类,缺少淋巴结,但具有法氏囊。脾脏作为禽类和哺乳类外周最大的淋巴器官,其组织结构和细胞组成上也存在差异。不同于哺乳类,禽类脾脏缺少边缘区,而且白髓中增加了椭球周围淋巴鞘。禽类白髓包括脾小体(SN)、T细胞组成的动脉周围淋巴鞘(PALS)和B细胞组成的椭球周围淋巴鞘(PELS)。目前,关于哺乳动物脾脏形态学特征和功能研究已有大量文献报道,但对于禽类脾脏的组织形态学特性和免疫功能的阐述尚待进一步研究。血-脾屏障在维持机体局部内环境的稳态、调节机体平衡、保障正常生理功能和阻挡血液中侵入的外来性抗原等方面有至关重要的作用。近年来张茜在鸡上确立了血-脾屏障的概念与功能,并发现了脾脏鞘毛细血管内皮细胞为高内皮,而高内皮结构是淋巴细胞归巢发生的基础。但在鸭脾脏中是否存在血-脾屏障及其细胞组成是否有所差异?鸡和鸭作为最具有商品价值的禽类,其免疫系统有所区别。而且鸡和鸭对禽类流感病毒耐受力和产生的宿主免疫反应也存在差异。禽类免疫系统和在疾病中免疫性的差别是否会引起淋巴细胞归巢形态学和归巢相关分子表达的差异?带着这些问题,我们首先比较了鸡和鸭血-脾屏障组织和结构特性,并对鸡和鸭血-脾屏障的形态与功能进行了比较,进一步对LPS刺激后的鸡和鸭血-脾屏障的细胞学特性和淋巴细胞归巢相关分子表达差异进行了研究,研究结果将在细胞和分子水平上比较鸡和鸭免疫学差异,以期为禽类疾病的预防与控制提供理论支撑。试验I鸡和鸭血-脾屏障微细结构的比较研究运用光镜和透射电镜技术,并通过细胞化学等方法对鸡和鸭脾脏和血-脾屏障组织结构进行了比较。光镜结果显示,鸡和鸭脾组织均缺少边缘区,椭球结构明显。与鸡相比,鸭红白、髓分界不明显,淋巴鞘不发达;鸡脾的ACP 阳性反应主要分布于椭球和PALS,而鸭的主要分布于PELS和红髓;鸡脾ANAE 阳性反应主要分布于椭球外表面,PALS和SN周围,而鸭主要分布于PELS和红髓。超微结构显示鸭椭球毛细血管内皮胞为立方形,属于高内皮,PELS中分布有相互交错的树突状细胞和少量巨噬细胞,少量粒细胞和淋巴细胞分布于红髓,而鸡脾脏红髓可见少数椭球相关细胞(EAC),且淋巴细胞周围可见数个树突状细胞。结果表明鸡和鸭脾脏椭球结构存在细微差异。除了网状细胞、纤维、巨噬细胞、树突状细胞,EAC参与了鸡血-脾屏障的细胞组成,而在鸭脾脏可见巨噬细胞和树突状细胞,未发现典型EAC。试验Ⅱ鸡和鸭血-脾屏障的功能性比较研究本实验通过翼静脉注射墨汁方法,运用光镜和电镜技术,比较研究了鸡和鸭血-脾屏障对颗粒性抗原的阻滞能力,以此反应脾脏血-脾屏障免疫功能的强弱。选取不同注射墨汁时间点(30min,3h,6h,15h,1d,3d,5d),发现3d内碳粒主要集中在鸡脾脏椭球周围,随着时间的迁移,碳粒逐渐扩散至PELS外,PALS和脾小体周围,而脾小体中没有碳粒出现;鸭碳粒3h内集中于鞘毛细血管基膜周围和少量扩散至PELS,之后主要分布于PELS与红髓,3d时碳粒扩散至PALS和脾小体周围。镜下观察碳粒的总数量均逐渐减少。结果表明鸡血-脾屏障对碳粒的阻滞力强于鸭。鸡脾脏机械屏障主要位于椭球,而鸭的机械屏障主要位于鞘毛细血管基膜周围和PELS。鸡脾脏生物屏障主要位于椭球表面,而鸭主要位于PELS。鸡脾脏的外来抗原捕获细胞主要是EAC,而鸭的主要是巨噬细胞和树突状细胞。这为鸡和鸭脾脏产生免疫反应时存在不同的细胞分子机制提供了形态学基础。试验Ⅲ LPS刺激条件下鸡和鸭脾脏淋巴细胞归巢相关分子表达的比较研究本试验旨在探究鸡和鸭在LPS刺激下脾脏淋巴细胞归巢相关分子的差异性表达。腹腔注射LPS 3h后,光镜和电镜下鸡和鸭脾脏红髓均可见大量的淋巴细胞和粒细胞,鸭内皮细胞间隙和椭球结构均较疏松,并可见迁移至PELS中的椭球相关细胞;Western blot显示内皮细胞间连接蛋白Claudin-10表达量在鸡脾脏显著升高,在鸭脾脏显著降低(P<0.05),粘附分子VCAM-1在鸡脾脏显著升高(P<0.05),在鸭脾脏中降低不明显;荧光定量PCR显示,LPS注射后淋巴细胞归巢基因MAdCAM-1,VCAM-1和Integrinα4在鸡脾脏中表达量均显著升高(P<0.05),而在鸭脾脏中表达量显著降低(P<0.05);调节细胞运动相关基因RHO-A和FAK在鸡脾脏表达量显著性下降(P<0.05),在鸭脾脏显著性升高(P<0.05);Cdc42在鸡脾脏表达量降低不明显,在鸭脾脏表达量显著升高(P<0.05)。结果表明,LPS刺激后,鸡和鸭脾脏均产生了免疫反应,并招募大量淋巴细胞和粒细胞参与炎症反应,鸡脾脏淋巴细胞归巢的发生主要归于内皮细胞与淋巴细胞之间的粘附作用,而鸭的主要归于两方面:一是细胞间调节紧密连接的蛋白表达量下降引起细胞间的渗透性增强,间接地促进了细胞的迁移;二是通过上调细胞迁移和运动方向的相关基因,进而增加淋巴细胞的迁移能力。这为两种家禽脾脏炎症刺激后淋巴细胞归巢的分子机制研究提供了基础。